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    Container Service for Kubernetes：如何使用自訂鏡像方式構建彈性節點池

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    Container Service for Kubernetes：如何使用自訂鏡像方式構建彈性節點池

    更新時間：Nov 30, 2024

    為了縮短雲上節點從啟動狀態到Ready狀態的時間，建議您通過使用自訂鏡像預先安裝所需的軟體包的方式，可以顯著減少軟體包下載的時間，提升系統啟動的效率。本文介紹如何通過自訂鏡像的方式為註冊叢集構建彈性節點池。

    前提條件

    操作步驟

    說明

    • 本文以CentOS 7.9作業系統為例，通過二進位方式接入版本為1.28.3的Kubernetes叢集，構建自訂鏡像以實現彈性節點池的搭建。

    • 若您已建立好自訂鏡像，請直接跳轉至步驟三開始操作。

    步驟一：建立雲上節點池並擴容節點

    1. 選擇一個OSS bucket，使用以下內容建立檔案join-ecs-node.sh並上傳。

      echo "The node providerid is $ALIBABA_CLOUD_PROVIDER_ID"
echo "The node name is $ALIBABA_CLOUD_NODE_NAME"
echo "The node labels are $ALIBABA_CLOUD_LABELS"
echo "The node taints are $ALIBABA_CLOUD_TAINTS"

    2. 擷取join-ecs-node.sh檔案連結地址（可以使用簽名地址），並在叢集中更改自訂指令碼配置。

      1. 執行以下命令，編輯ack-agent-config。

        kubectl edit cm ack-agent-config -n kube-system

      2. 修改addNodeScriptPath欄位內容，更新後配置如下。

        apiVersion: v1
data:
  addNodeScriptPath: https://kubelet-****.oss-cn-hangzhou-internal.aliyuncs.com/join-ecs-nodes.sh
kind: ConfigMap
metadata:
  name: ack-agent-config
  namespace: kube-system

    3. 建立雲上節點池cloud-test，並將期望節點數設定為1。具體操作，請參見建立節點池並擴容。image

      重要

      由於新建立的節點沒有進行初始化（安裝節點軟體包等），建立完成後會顯示為Failed狀態。另外，後續需要登入該節點進行節點初始化，請確保此節點可通過SSH登入。

    步驟二：配置節點狀態並匯出自訂鏡像

    1. 登入節點，使用以下命令查看節點資訊。

      cat /var/log/acs/init.log

      預期輸出：

      The node providerid is cn-zhangjiakou.i-xxxxx
The node name is cn-zhangjiakou.192.168.66.xx
The node labels are alibabacloud.com/nodepool-id=npf9fbxxxxxx,ack.aliyun.com=c22b1a2e122ff4fde85117de4xxxxxx,alibabacloud.com/instance-id=i-8vb7m7nt3dxxxxxxx,alibabacloud.com/external=true
The node taints are

      預期說明自訂指令碼可以成功擷取阿里雲節點資訊，請記錄這些資訊，稍後將其添加到kubelet的啟動參數中。

    2. 執行以下命令，配置基礎環境。

      # 安裝工具包。
yum update -y && yum -y install  wget psmisc vim net-tools nfs-utils telnet yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 git tar curl

# 關閉防火牆。
systemctl disable --now firewalld

# 關閉SELinux。
setenforce 0
sed -i 's#SELINUX=enforcing#SELINUX=disabled#g' /etc/selinux/config

# 關閉交換分區。
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab
swapoff -a && sysctl -w vm.swappiness=0

# 網路設定。
systemctl disable --now NetworkManager
systemctl start network && systemctl enable network

# 時間同步。
ln -svf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
yum install ntpdate -y
ntpdate ntp.aliyun.com

# 配置ulimit。
ulimit -SHn 65535
cat >> /etc/security/limits.conf <<EOF
* soft nofile 655360
* hard nofile 131072
* soft nproc 655350
* hard nproc 655350
* seft memlock unlimited
* hard memlock unlimitedd
EOF
      說明

      完成上述環境配置後，請自行升級核心至4.18以上版本，並安裝ipvsadm。

    3. 安裝Containerd。

      1. 執行以下命令，下載網路外掛程式和Containerd軟體包。

        wget https://github.com/containernetworking/plugins/releases/download/v1.3.0/cni-plugins-linux-amd64-v1.3.0.tgz
mkdir -p /etc/cni/net.d /opt/cni/bin 
#解壓cni二進位包
tar xf cni-plugins-linux-amd64-v*.tgz -C /opt/cni/bin/
wget https://github.com/containerd/containerd/releases/download/v1.7.8/containerd-1.7.8-linux-amd64.tar.gz
tar -xzf cri-containerd-cni-*-linux-amd64.tar.gz -C /

      2. 執行以下命令，建立服務啟動配置。

        cat > /etc/systemd/system/containerd.service <<EOF
[Unit]
Description=containerd container runtime
Documentation=https://containerd.io
After=network.target local-fs.target

[Service]
ExecStartPre=-/sbin/modprobe overlay
ExecStart=/usr/local/bin/containerd
Type=notify
Delegate=yes
KillMode=process
Restart=always
RestartSec=5
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity
LimitNOFILE=infinity
TasksMax=infinity
OOMScoreAdjust=-999

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

      3. 執行以下命令，配置Containerd所需模組。

        cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/containerd.conf
overlay
br_netfilter
EOF
systemctl restart systemd-modules-load.service

      4. 執行以下命令，配置Containerd所需核心。

        cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/99-kubernetes-cri.conf
net.bridge.bridge-nf-call-iptables  = 1
net.ipv4.ip_forward                 = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
EOF

# 載入核心
sysctl --system

      5. 執行以下命令，建立Containerd設定檔。

        mkdir -p /etc/containerd
containerd config default | tee /etc/containerd/config.toml

# 修改Containerd的設定檔
sed -i "s#SystemdCgroup\ \=\ false#SystemdCgroup\ \=\ true#g" /etc/containerd/config.toml
cat /etc/containerd/config.toml | grep SystemdCgroup
sed -i "s#registry.k8s.io#m.daocloud.io/registry.k8s.io#g" /etc/containerd/config.toml
cat /etc/containerd/config.toml | grep sandbox_image
sed -i "s#config_path\ \=\ \"\"#config_path\ \=\ \"/etc/containerd/certs.d\"#g" /etc/containerd/config.toml
cat /etc/containerd/config.toml | grep certs.d

# 配置加速器
mkdir /etc/containerd/certs.d/docker.io -pv
cat > /etc/containerd/certs.d/docker.io/hosts.toml << EOF
server = "https://docker.io"
[host."https://hub-mirror.c.163.com"]
  capabilities = ["pull", "resolve"]
EOF

      6. 執行以下命令，設定Contaienrd為開機自啟動。

        systemctl daemon-reload
# 用於重新載入systemd管理的單位檔案。當你新增或修改了某個單位檔案（如.service檔案、.socket檔案等），需要運行該命令來重新整理systemd對該檔案的配置。

systemctl enable --now containerd.service
systemctl start containerd.service
systemctl status containerd.service

      7. 執行以下命令，配置crictl命令。

        wget https://mirrors.chenby.cn/https://github.com/kubernetes-sigs/cri-tools/releases/download/v1.28.0/crictl-v1.28.0-linux-amd64.tar.gz
tar xf crictl-v*-linux-amd64.tar.gz -C /usr/bin/
#組建組態檔案
cat > /etc/crictl.yaml <<EOF
runtime-endpoint: unix:///run/containerd/containerd.sock
image-endpoint: unix:///run/containerd/containerd.sock
timeout: 10
debug: false
EOF

#測試
systemctl restart  containerd
crictl info

    4. 安裝kubelet、kube-proxy。

      1. 擷取二進位檔案。登入Master節點，將二進位檔案拷貝到該節點。

        scp /usr/local/bin/kube{let,-proxy} $NODEIP:/usr/local/bin/

      2. 擷取認證，執行以下命令，在本機建立憑證存放區目錄。

        mkdir -p /etc/kubernetes/pki

        登入master節點，拷貝認證到該節點。

        for FILE in pki/ca.pem pki/ca-key.pem pki/front-proxy-ca.pem bootstrap-kubelet.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig; 
  do scp /etc/kubernetes/$FILE $NODE:/etc/kubernetes/${FILE}; done

      3. 執行以下命令，配置kubelet Service。請將步驟二中擷取到的阿里雲節點池相關變數填入。

        mkdir -p /var/lib/kubelet /var/log/kubernetes /etc/systemd/system/kubelet.service.d /etc/kubernetes/manifests/

# 所有k8s節點配置kubelet service
cat > /usr/lib/systemd/system/kubelet.service << EOF

[Unit]
Description=Kubernetes Kubelet
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
After=network-online.target firewalld.service containerd.service
Wants=network-online.target
Requires=containerd.service

[Service]
ExecStart=/usr/local/bin/kubelet \\
    --node-ip=${ALIBABA_CLOUD_NODE_NAME} \\
    --hostname-override=${ALIBABA_CLOUD_NODE_NAME} \\
    --node-labels=${ALIBABA_CLOUD_LABELS} \\
    --provider-id=${ALIBABA_CLOUD_PROVIDER_ID} \\
    --register-with-taints=${ALIBABA_CLOUD_TAINTS} \\
    --bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.kubeconfig  \\
    --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.kubeconfig \\
    --config=/etc/kubernetes/kubelet-conf.yml \\
    --container-runtime-endpoint=unix:///run/containerd/containerd.sock

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

      4. 執行以下命令，建立kubelet啟動設定檔。

        cat > /etc/kubernetes/kubelet-conf.yml <<EOF
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
kind: KubeletConfiguration
address: 0.0.0.0
port: 10250
readOnlyPort: 10255
authentication:
  anonymous:
    enabled: false
  webhook:
    cacheTTL: 2m0s
    enabled: true
  x509:
    clientCAFile: /etc/kubernetes/pki/ca.pem
authorization:
  mode: Webhook
  webhook:
    cacheAuthorizedTTL: 5m0s
    cacheUnauthorizedTTL: 30s
cgroupDriver: systemd
cgroupsPerQOS: true
clusterDNS:
- 10.96.0.10
clusterDomain: cluster.local
containerLogMaxFiles: 5
containerLogMaxSize: 10Mi
contentType: application/vnd.kubernetes.protobuf
cpuCFSQuota: true
cpuManagerPolicy: none
cpuManagerReconcilePeriod: 10s
enableControllerAttachDetach: true
enableDebuggingHandlers: true
enforceNodeAllocatable:
- pods
eventBurst: 10
eventRecordQPS: 5
evictionHard:
  imagefs.available: 15%
  memory.available: 100Mi
  nodefs.available: 10%
  nodefs.inodesFree: 5%
evictionPressureTransitionPeriod: 5m0s
failSwapOn: true
fileCheckFrequency: 20s
hairpinMode: promiscuous-bridge
healthzBindAddress: 127.0.0.1
healthzPort: 10248
httpCheckFrequency: 20s
imageGCHighThresholdPercent: 85
imageGCLowThresholdPercent: 80
imageMinimumGCAge: 2m0s
iptablesDropBit: 15
iptablesMasqueradeBit: 14
kubeAPIBurst: 10
kubeAPIQPS: 5
makeIPTablesUtilChains: true
maxOpenFiles: 1000000
maxPods: 110
nodeStatusUpdateFrequency: 10s
oomScoreAdj: -999
podPidsLimit: -1
registryBurst: 10
registryPullQPS: 5
resolvConf: /etc/resolv.conf
rotateCertificates: true
runtimeRequestTimeout: 2m0s
serializeImagePulls: true
staticPodPath: /etc/kubernetes/manifests
streamingConnectionIdleTimeout: 4h0m0s
syncFrequency: 1m0s
volumeStatsAggPeriod: 1m0s
EOF

      5. 執行以下命令，啟動kubelet。

        systemctl daemon-reload
# 用於重新載入systemd管理的單位檔案。當你新增或修改了某個單位檔案（如.service檔案、.socket檔案等），需要運行該命令來重新整理systemd對該檔案的配置。

systemctl enable --now kubelet.service
systemctl start kubelet.service
systemctl status kubelet.service

      6. 執行以下命令，查看叢集資訊。

        kubectl  get node

      7. 登入master節點，擷取kube-proxy所需KubeConfig。

        scp /etc/kubernetes/kube-proxy.kubeconfig $NODE:/etc/kubernetes/kube-proxy.kubeconfig

      8. 執行以下命令，添加kube-proxy Service配置。

        cat >  /usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Kube Proxy
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
After=network.target

[Service]
ExecStart=/usr/local/bin/kube-proxy \\
  --config=/etc/kubernetes/kube-proxy.yaml \\
  --v=2
Restart=always
RestartSec=10s

[Install]
WantedBy=multi-user.target

EOF

      9. 執行以下命令，添加kube-proxy啟動配置。

        cat > /etc/kubernetes/kube-proxy.yaml << EOF
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
bindAddress: 0.0.0.0
clientConnection:
  acceptContentTypes: ""
  burst: 10
  contentType: application/vnd.kubernetes.protobuf
  kubeconfig: /etc/kubernetes/kube-proxy.kubeconfig
  qps: 5
clusterCIDR: 172.16.0.0/12,fc00:2222::/112
configSyncPeriod: 15m0s
conntrack:
  max: null
  maxPerCore: 32768
  min: 131072
  tcpCloseWaitTimeout: 1h0m0s
  tcpEstablishedTimeout: 24h0m0s
enableProfiling: false
healthzBindAddress: 0.0.0.0:10256
hostnameOverride: ""
iptables:
  masqueradeAll: false
  masqueradeBit: 14
  minSyncPeriod: 0s
  syncPeriod: 30s
ipvs:
  masqueradeAll: true
  minSyncPeriod: 5s
  scheduler: "rr"
  syncPeriod: 30s
kind: KubeProxyConfiguration
metricsBindAddress: 127.0.0.1:10249
mode: "ipvs"
nodePortAddresses: null
oomScoreAdj: -999
portRange: ""
udpIdleTimeout: 250ms
EOF

      10. 執行以下命令，啟動kube-proxy。

         systemctl daemon-reload
# 用於重新載入systemd管理的單位檔案。當你新增或修改了某個單位檔案（如.service檔案、.socket檔案等），需要運行該命令來重新整理systemd對該檔案的配置。

systemctl enable --now kube-proxy.service
systemctl restart kube-proxy.service
systemctl status kube-proxy.service

    5. 同步節點池狀態。

      1. 登入Container Service管理主控台，在左側導覽列選擇叢集。

      2. 在叢集列表頁面，單擊目的地組群名稱，然後在左側導覽列，選擇節點管理 > 節點池。

      3. 進入節點池頁面，單擊右側同步節點池，等待同步完成後，可以看到已無失敗資訊，節點池顯示正常。

        image

    6. 匯出自訂鏡像。

      1. 登入ECS管理主控台。

      2. 在左側導覽列，選擇執行個體與鏡像 > 執行個體。

      3. 單擊該執行個體ID，進入執行個體詳情頁簽，單擊建立自訂鏡像。

        image

      4. 在左側導覽列，選擇執行個體與鏡像 > 鏡像。

      5. 進入鏡像頁面，可看到建立的自訂鏡像，狀態為可用。

    步驟三：使用自訂鏡像修改或建立雲上節點池

    說明

    如果您已經有自訂鏡像，且未執行步驟一、步驟二操作，需要使用自訂鏡像建立節點池。具體操作，請參見如何基於建立好的ECS執行個體建立自訂鏡像，並使用該鏡像建立節點？。

    1. 在叢集列表頁面，單擊目的地組群名稱，然後在左側導覽列，選擇節點管理 > 節點池。

    2. 進入節點池頁面，找到對應節點池，右側單擊編輯，選擇進階選項頁簽，修改節點池鏡像為自訂鏡像。image

    3. 可在節點池頁面看到作業系統已更新為自訂鏡像。image

    步驟四：修改節點初始化指令碼並接收阿里雲相關參數

    說明

    • 需要清理自訂鏡像裡面殘留的kubelet認證，見指令碼第七行。

    • 若為已有自訂節點池情況，需參考步驟一中配置好自訂指令碼下載連結。

    1. 使用以下內容，構建或更新join-ecs-node.sh。由於自訂鏡像已經包含節點所需工具包、依賴包，所以自訂指令碼只需接收並更新阿里雲節點池參數即可。

      echo "The node providerid is $ALIBABA_CLOUD_PROVIDER_ID"
echo "The node name is $ALIBABA_CLOUD_NODE_NAME"
echo "The node labels are $ALIBABA_CLOUD_LABELS"
echo "The node taints are $ALIBABA_CLOUD_TAINTS"
systemctl stop kubelet.service
echo "Delete old kubelet pki" #需刪除老的節點認證
rm -rf /var/lib/kubelet/pki/*
echo "Add kubelet service config"
# 配置kubelet service
cat > /usr/lib/systemd/system/kubelet.service << EOF

[Unit]
Description=Kubernetes Kubelet
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
After=network-online.target firewalld.service containerd.service
Wants=network-online.target
Requires=containerd.service

[Service]
ExecStart=/usr/local/bin/kubelet \\
    --node-ip=${ALIBABA_CLOUD_NODE_NAME} \\
    --hostname-override=${ALIBABA_CLOUD_NODE_NAME} \\
    --node-labels=${ALIBABA_CLOUD_LABELS} \\
    --provider-id=${ALIBABA_CLOUD_PROVIDER_ID} \\
    --register-with-taints=${ALIBABA_CLOUD_TAINTS} \\
    --bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.kubeconfig  \\
    --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.kubeconfig \\
    --config=/etc/kubernetes/kubelet-conf.yml \\
    --container-runtime-endpoint=unix:///run/containerd/containerd.sock

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
# 啟動Kubelet Service
systemctl start kubelet.service

    2. 將指令碼join-ecs-node.sh更新到OSS上。

    步驟五：擴容節點池

    1. 在叢集列表頁面，單擊目的地組群名稱，然後在左側導覽列，選擇節點管理 > 節點池。

    2. 進入節點池頁面，找到對應節點池，右側單擊更多 > 擴縮容，增加一個新節點。

      image

      看到兩個節點狀態正常，說明我們的彈性節點池構建完成。

    3. 可以為節點池配置Auto Scaling策略。具體操作，請參見配置自動Auto Scaling。